細菌培養(yǎng)檢測技術(shù)
一、培養(yǎng)基的種類
培養(yǎng)基(culture medium)是細菌生長繁殖所需要的各種營養(yǎng)物質(zhì)的人工制品。適宜的培養(yǎng)基能使細菌在體外迅速生長繁殖,便于對細菌進行分離和鑒別??煞譃榛A(chǔ)培養(yǎng)基、營養(yǎng)培養(yǎng)基、選擇培養(yǎng)基、鑒別培養(yǎng)基、厭氧菌用培養(yǎng)基和特殊培養(yǎng)基。
1、基礎(chǔ)培養(yǎng)基
只含有細菌生長所需的最基本營養(yǎng)成分,應(yīng)用最廣泛,為制備多種培養(yǎng)基的基礎(chǔ),常見的有肉湯培養(yǎng)基、瓊脂培養(yǎng)基。
2、營養(yǎng)培養(yǎng)基
在基礎(chǔ)培養(yǎng)基中加入葡萄糖、血液、血清、腹水或酵母浸膏等有機物,可供營養(yǎng)要求較高的細菌生長需要或增菌用。如結(jié)核分枝桿菌培養(yǎng)基中添加雞蛋、馬鈴薯、甘油等。
3、選擇培養(yǎng)基
利用不同種類細菌對化學物質(zhì)的敏感性不同而制成,使分離菌大量繁殖而抑制其它細菌生長的培養(yǎng)基。培養(yǎng)基中含有的抑制劑能抑制非目的菌生長或使其生長不佳,有利于目的菌的檢出和識別。選擇培養(yǎng)基多為固體平板,用于從標本中分離某些特定的細菌。
4、鑒別培養(yǎng)基
培養(yǎng)基中加有某些特定成分,如糖、醇類和指示劑等,用于檢查細菌的各種生化反應(yīng),以資鑒別和鑒定細菌。
5、厭氧菌用培養(yǎng)基
專性厭氧菌須在無氧條件下才能生長,故需在培養(yǎng)基中加入半胱氨酸、硫乙醇酸鈉等還原劑,降低培養(yǎng)基中氧化還原電勢,并應(yīng)與外界空氣隔絕,使培養(yǎng)基本身為無氧的環(huán)境。
6、特殊培養(yǎng)基
為某些需要在特殊條件下才能生長的細菌培養(yǎng)之用。如高滲鹽增菌培養(yǎng)基、高滲糖增菌培養(yǎng)基、改良 Kagan氏培養(yǎng)基等。
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二、培養(yǎng)基的制備
制備一般培養(yǎng)基的主要過程基本相似,包括調(diào)配、溶化、調(diào)整 pH、過濾、分裝、滅菌及檢定和保存。
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三、細菌檢驗室的注意事項及無菌技術(shù)
細菌培養(yǎng)必須隨時為防止污染和病原菌的擴散而進行操作,即無菌操作。細菌檢驗室的注意事項如下:
1、細菌的培養(yǎng)應(yīng)在接種罩或無菌室內(nèi)進行。有條件的實驗室可在超凈工作臺內(nèi)進行。
2、用接種環(huán)分離和移種細菌時,用前用后均需滅菌處理。一般采用火焰滅菌法。
3、從培養(yǎng)瓶或試管培養(yǎng)物中取標本或移種時,在打開瓶口、管口或關(guān)閉前,均要在火焰上通過2~3次。切不可將含菌材料污染臺面和其他物體。
4、如不慎將試管等打破造成菌液污染時,不要驚慌,應(yīng)立即報告負責人,然后用3%來蘇或5%石炭酸處理污染臺面或地面,至少浸泡30分種。
5、工作完畢后,用紫外光燈照射30分鐘,或用3%來蘇擦拭臺面,并清洗雙手。
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四、接種環(huán)和接種針使用
接種環(huán)和接種針由三部分組成,即環(huán)(針)部分、金屬柄部分和絕熱柄部分。接種環(huán)和接種針通常選用電熱(鎳)絲,環(huán)的直徑隨使用目的而不同,一般多為2~4mm,環(huán)和針的長度為40~50mm。
接種環(huán)(針)使用前后均應(yīng)進行滅菌處理,將接種環(huán)(針)末端直立火焰中,燒紅鎳絲部分,再使接種環(huán)(針)金屬柄旋轉(zhuǎn)通過火焰3次滅菌,冷卻后用以取菌或待試標本。使用接種環(huán)(針)完畢后立即將染菌的鎳絲部分于還原焰(內(nèi)焰)中加熱,烤干環(huán)(針)端附著的細菌或標本,以免環(huán)(針)上殘余的細菌或標本因突受高熱,爆烈四濺,而污染環(huán)境和導(dǎo)致傳染危險。然后再移于氧化焰(外焰)中燒紅滅菌,最后將金屬柄部分往復(fù)在火焰中通過3次。用完后的接種環(huán)(針),應(yīng)立即擱置于架上,切勿隨手棄置,以免灼焦臺面或其他物件。
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五、接種操作區(qū)
為避免在接種過程中污染環(huán)境以及空氣中的細菌污染培養(yǎng)物,接種均應(yīng)在接種罩或無菌室內(nèi)進行,此外細菌學實驗室所必需的設(shè)備還包括無菌工作臺、生物安全柜和生物安全實驗室。
1、接種罩
接種罩的式樣很多,可用木框和玻璃制成,亦有用有機玻璃制成。接種罩在用前先以3%石炭酸或來蘇輕拭,內(nèi)需裝有紫外線殺菌燈,用前可先行照射,以保證罩內(nèi)無塵埃和細菌。操作結(jié)束后,應(yīng)立即清理內(nèi)部,并作罩內(nèi)消毒處理。
2、無菌工作臺
又稱超凈工作臺(super clean bench),目前多采用垂直層流的氣流形式。通過變速離心風機將負壓箱內(nèi)經(jīng)過預(yù)濾器過濾的空氣壓入靜壓箱,再經(jīng)高效過濾器進行二級過濾,從出風面吹出的潔凈氣流,以一定的和均勻的斷面風速通過工作區(qū)時,將塵埃顆粒和微生物顆粒帶走,從而形成無塵無菌的工作環(huán)境。使用時應(yīng)提前50分鐘打開紫外線殺菌燈,30分鐘后關(guān)閉并啟動送風機。凈化區(qū)內(nèi)嚴禁存放不必要的物件,以保持潔凈氣流型不受干擾。
3、無菌室
無菌室又稱潔凈室(clean room),是在實驗室內(nèi)部安裝的用于無菌操作的小室。室內(nèi)應(yīng)有空氣過濾裝置、紫外線殺菌燈等。
4、生物安全柜(biological safety cabinet,BSC)
目前微生物試驗中多采用生物安全柜,是為操作原代培養(yǎng)物、菌(毒)株以及診斷性標本等具有感染性的實驗材料時,用來保護操作者本人、實驗室環(huán)境以及實驗材料,使其避免暴露于上述操作過程中可能產(chǎn)生的感染性氣溶膠和濺出物而設(shè)計的負壓過濾排風柜。
5、生物安全實驗室(Biosafety Laboratory),簡稱“BSL實驗室”
指通過規(guī)范的實驗設(shè)計、實驗設(shè)備的配置、個人防護裝備的使用等建造的實驗室。在結(jié)構(gòu)上由一級防護屏障(安全設(shè)備)和二級防護屏障(設(shè)施)構(gòu)成,實驗室生物安全防護的安全設(shè)備和設(shè)施的不同組合,構(gòu)成了四級生物安全防護水平,一級為最低。
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六、接種法
根據(jù)待檢標本的性質(zhì),培養(yǎng)目的及所用培養(yǎng)基的種類,采用不同的接種方法。常用的有平板劃線分離培養(yǎng)法、斜面接種法、液體接種法和穿刺接種法。
1、平板劃線分離培養(yǎng)法
分離培養(yǎng)法就是通過劃線使標本或培養(yǎng)物中混雜的多種細菌在培養(yǎng)基表面逐一分散生長,各自形成菌落,以便根據(jù)菌落形態(tài)及特征,挑選單個菌落,經(jīng)過移種而獲得純種細菌(純培養(yǎng))。分離細菌最常用的為平板劃線分離法。
(1)將接種環(huán)火焰滅菌,待冷卻后取標本或混合菌液。
(2)用左手持起平板,使平皿蓋向上放于臺面上或打開平皿蓋。
(3)左手斜持(45℃角)平板,右手持已取材的接種環(huán),在酒精燈上方5~6cm處作連續(xù)劃線法分離細菌。劃線時,接種環(huán)與平板呈30~40°角,輕輕接觸平板,以腕力平行滑動接種環(huán)。應(yīng)避免將瓊脂劃破。先在平板上 l/5處輕輕涂布,然后即可左右來回以作連續(xù)劃線接種,線與線間留有適當距離,做到線密而不重復(fù),將整個平板表面布滿劃線。
如果菌量較大可采用分區(qū)劃線法??蓪⑵矫蠓譃槿舾蓚€區(qū)(一般為5個區(qū))。先在平板上 l區(qū)輕輕涂布,再在2,3……區(qū)劃線。每劃完一個區(qū)域,均將接種環(huán)滅菌一次,冷后再化下一個區(qū)域。每一區(qū)域的劃線均接觸上一區(qū)域的接種線 l~2次,使菌量逐漸減少,以獲得單個菌落。
(4)劃線完畢,蓋好皿蓋,做好標記將平皿倒置,置37℃培養(yǎng)18~24小時后觀察結(jié)果。
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2、斜面接種法
主要用于劃線分離培養(yǎng)所獲得的單個菌落的移種,以得到純種細菌和保存菌種,以及觀察細菌的某些培養(yǎng)特性。
(1)取菌種管置左手食指、中指、無名指之間,拇指壓住管底部上側(cè)面。
(2)火焰滅菌接種環(huán)。
(3)以右手小指與手掌拔取棉塞(如同時持有兩管,可用小指與無名指拔取另一棉塞),將管口迅速通過火焰1~2次。
(4)將已滅菌的接種環(huán)伸入菌種管中,從斜面上取少許菌,迅速伸入待接種的培養(yǎng)基管中,在斜面底部向上劃一條直線,然后從底部起向上作曲折連續(xù)劃線,直至斜面上方頂端。37℃孵箱中培養(yǎng)18~24小時即可觀察結(jié)果。
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3、液體接種法
肉湯、蛋白胨水、發(fā)酵管等均系液體培養(yǎng)基。用于增菌,觀察細菌生長現(xiàn)象和檢測細菌的生化反應(yīng)等。
(1)持好菌種管及培養(yǎng)基管。
(2)滅菌接種環(huán),由菌種管取菌,伸入培養(yǎng)基管中,在接近液面的管壁上方輕輕研磨,并沾取少許培養(yǎng)基液體調(diào)和,使接種物充分混合于培養(yǎng)基的液體中。
(3)液體培養(yǎng)一般以18~24小時觀察生長特征為好。
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4、穿刺接種法
試管內(nèi)半固體培養(yǎng)基采用此法接種,多用于保存菌種、觀察動力及做厭氧培養(yǎng)等。亦可用于觀察細菌的某些生化反應(yīng)。
(1)持好菌種管和培養(yǎng)基管。
(2)以滅菌接種針從菌種管取菌。
(3)接種針直刺入培養(yǎng)基的中心(半固體或一般瓊脂高層)直達管底部(深入培養(yǎng)基3/4處)或沿管壁刺入(醋酸鉛高層),接種后接種針應(yīng)沿原路退出。
(4)經(jīng)培養(yǎng)后即可觀察結(jié)果。沿穿刺線生長,線外的培養(yǎng)基清亮者表示細菌無動力;穿刺線模糊不清,或沿穿刺線向外擴散生長,或整個培養(yǎng)基混濁者表示細菌有動力。
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七、培養(yǎng)法
根據(jù)培養(yǎng)目的和細菌的種類選用最適宜的培養(yǎng)方法。常用的有一般培養(yǎng)法、二氧化碳培養(yǎng)法和厭氧培養(yǎng)法。
1、一般培養(yǎng)法
一般培養(yǎng)法系指需氧菌或兼性厭氧菌等在需氧條件下的培養(yǎng)方法,故又稱需氧培養(yǎng)法。將已接種好的置37℃孵箱中培養(yǎng)18~24小時。但標本中菌量很少或難于生長的細菌(如結(jié)核分技桿菌)需培養(yǎng)3~7天甚至1個月才能生長。
2、二氧化碳培養(yǎng)法
某些細菌的培養(yǎng),需要5~10%二氧化碳環(huán)境中培養(yǎng)才能生長良好。可采用二氧化碳孵箱,它能自動調(diào)節(jié)二氧化碳的濃度和溫度,使用極為方便。傳統(tǒng)的方法則采用燭缸法,將培養(yǎng)基放入缸內(nèi),點燃蠟燭放在缸中,加蓋(涂以凡士林)密閉。因燃燒而產(chǎn)生CO2大約占5~10%,基本可滿足細菌培養(yǎng)的要求。
3、厭氧培養(yǎng)法
厭氧菌標本的采集及運送有特殊的要求及注意事項,應(yīng)避免正常菌群的污染,盡量少接觸空氣并立刻送檢。厭氧菌的培養(yǎng)法可大致分為:
(1)理學方法:遮斷空氣法(層積法)、 真空法、 空氣置換法、厭氧罐培養(yǎng)、厭氧袋法、厭氧手套箱等。
(2)化學方法:焦性沒食子酸法、硫乙醇酸鈉法、黃磷燃燒法。
(3)生物學方法: 需氧菌共生法、燕麥發(fā)芽法。
(4)混合法:真空或氣體置換與焦性沒食子酸法相結(jié)合,可根據(jù)實際情況選用。
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